Лекция 17 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Целью совершенствования БВР являются повышение скорости проведения горных выработок, увеличение производительности труда, снижение стоимости проходческих работ, создание безопасных условий труда. На базе современного оборудования разрабатываются и внедряются новые технологии. Среди перспективных направлений можно выделить следующие: 1. Увеличение длины заходки проведении горных выработок за счет применения прямых врубов. 2. Применение механизированного заряжания шпуров на проходческих работах. 3. Замена электроогневого взрывания в шахтах, не опасных по газу или пыли, на электрический и системы неэлектрического взрывания. 4. Применение контурного взрывания. 5. Применение метода скважинной отбойки проходке восстающих и сооружении вертикальных стволов шахт. Разрушение горных пород взрывом, 2010 1
1. Увеличение длины заходки при проведении горизонтальных выработок с 1, 5 -2 до 3 -5 м позволяет в полной мере использовать возможности современной буровой техники. Бурильные установки, оснащенные мощными гидравлическими перфораторами, обеспечивают бурение шпуров в крепких скальных породах со скоростью 2 -4 м в минуту на длину до 4 -5 м. Производительность труда при бурении шпуров примерно в 10 раз выше, чем при использовании ручных перфораторов. Увеличение длины заходки повышает эффективность проходческих работ за счет снижения доли подготовительно-заключительных операций цикла и позволяет в соответствующих горно-геологических условиях обеспечить месячную скорость проходки до 200 -250 м и более, что превышает нормативы СНи. П в 2 -3 раза. Из-за ограниченных размеров поперечных сечений горных выработок единственным способом, обеспечивающим увеличение длины шпуров, является применение прямых врубов. Разрушение горных пород взрывом, 2010 2
При проектировании прямых врубов следует соблюдать следующие требования: 1) размеры буровой компенсационной полости (полостей) должны обеспечивать размещение (компенсацию) разрушенной взрывом врубовых шпуров породы без запрессовки; 2) располагать врубовые шпуры с учетом компенсации отклонений их от проектного положения при бурении на заданной глубине; 3) избегать чрезмерной концентрации ВВ во врубовых шпурах для предотвращения запрессовки; 4) интервалы между взрывами врубовых шпуров в процессе образования врубовой полости должны быть достаточны для разрушения породы и выброса ее из врубовой полости (следует избегать применения интервалов менее 100 мс); 5) применять донный заряд выброса на начальной стадии формирования врубовой полости. Разрушение горных пород взрывом, 2010 3
2. Применение механизированного заряжания шпуров позволяет использовать более недорогие (в два – три раза по сравнению с патронированными), аналогичные по мощности гранулированные ВВ. За счет повышения плотности заряжания до 1150 -1200 кг/м 3 и заполнения всего сечения шпура вместимость 1 м шпура увеличивается до 1, 5 раз. Это обстоятельство позволяет раздвинуть сетку расположения шпуров и уменьшить их количество на забой. В итоге снижается стоимость буровзрывной составляющей проходческих работ и увеличивается скорость проведения выработок. 3. Применение электрического инициирования и систем неэлектрического взрывания вместо электроогневого взрывания повышает безопасность взрывных работ и увеличивает их эффективность за счет управления взаимодействием смежных зарядов ВВ. Разрушение горных пород взрывом, 2010 4
Применение электродетонаторов ЭД-ЗТ пониженной чувствительности к зарядам статического электричества и блуждающим токам (безопасный ток 0, 92 -1, 0 А) позволяет значительно снизить вероятность преждевременного срабатывания электродетонатора. Системы неэлектрического взрывания с низкоэнергетическими волноводами (СИНВ, Эдилин и др. ) в принципе нечувствительны к электрическим импульсам, что значительно безопаснее, чем применение любых электродетонаторов. В то же время они обладают всеми преимуществами электрического способа взрывания: а именно возможностью мгновенного, короткозамедленного и замедленного взрывания любых групп зарядов 4. Контурное взрывание при проведении выработок применяют с целью максимального приближения фактического контура выработки проектному. Разрушение горных пород взрывом, 2010 5
Контурное взрывание может быть обеспечено: - за счет точной разметки линии контура выработки при забуривании шпуров и соблюдения заданного направления в процессе их бурения; - взрывания зарядов оконтуривающих шпуров, при котором обеспечивается ровная поверхность контура выработки и минимальное нарушение законтурного массива. Технология контурного взрывания направлена на то, чтобы за счет специально подобранных конструкций зарядов и степеней замедления, параметров расположения шпуров обеспечить как можно более ровный контур выработки с минимальными отклонениями. При этом соответствующая методика ведения работ или вспомогательные мероприятия способствуют сохранению сплошности приконтурного массива. Разрушение горных пород взрывом, 2010 6
При применении методов контурного взрывания обычно используют два основных принципа снижения интенсивности и продолжительности действия взрыва: за счет зарядов ВВ специальных конструкций снижают начальное давления газообразных продуктов взрыва в шпуре; - за счет оптимизации параметров расположения оконтуривающих шпуров (величин расстояний между оконтуривающими шпурами и ЛНС) уменьшают продолжительность действия взрыва. В первом случае за счет исключения бризантной составляющей взрыва уменьшается зона развития радиальных трещин, образующихся вокруг заряда на первой стадии работы взрыва. Во втором – уменьшается продолжительность действия газообразных продуктов в трещинах, образующихся в законтурном массиве под действием ударной волны. Разрушение горных пород взрывом, 2010 7
Для снижения начального давления в шпуре применяют различные конструкции зарядов: Схемы конструкций зарядов при использовании патронированных ВВ: а – заряды нормального диаметра; б – заряды нормального диаметра с использованием воздушных промежутков; в, г – заряды уменьшенного диаметра Разрушение горных пород взрывом, 2010 8
1 4 3 2 Конструкции зарядов при использовании гранулированных ВВ с защитой законтурного массива: 1 – ВВ; 2 – законтурный массив; 3 – предконтурный массив; 4 – воздушная полость. Формирование воздушных полостей различной формы производится в процессе заряжания шпуров с помощью сопел-насадок специальных конструкций на зарядные шланги. Разрушение горных пород взрывом, 2010 9
Наиболее эффективно и целесообразно применение зарядов, специально предназначенных для контурного взрывания, например, из патронов типа ЗКВК (аммонит № 6 ЖВ) диаметром 26 мм, длиной 360 мм и массой 180 г в полиэтиленовых оболочках. Эти патроны имеют соединительные муфты с лепестками, позволяющими стыковать их и центрировать по оси шпура с созданием воздушного промежутка между патронами и стенками шпура. Патрон ЗКВК: 1 – оболочка; 2 – соединительные муфты; 3 – ВВ; 4 – ДШ Разрушение горных пород взрывом, 2010 10
Существует два основных методы оконтуривания горной выработки: 1. Предварительное оконтуривание или предварительное щелеобразование. 2. Последующее оконтуривание. При предварительном щелеобразовании первыми одновременно инициируют заряды в оконтуривающих шпурах (скважинах). В результате по контуру выработки образуется отрезная щель, которая экранирует законтурный массив от действия взрыва основных зарядов рыхления. Этот способ получил наибольшее распространение при взрывании на поверхности и сооружении выработок большого поперечного сечения при разработке нижней части уступным забоем. При проходке горизонтальных выработок предварительное щелеобразование применяют сравнительно редко, так как это требует значительного увеличения количества оконтуривающих шпуров, что целесообразно при соответствующем технико-экономическом обосновании. Разрушение горных пород взрывом, 2010 11
Для получения сплошной щели по контуру выработки применяют два варианта метода. а б Варианты метода предварительного щелеобразования: а - без использования холостых шпуров; б - с использованием холостых шпуров При применении метода последующего оконтуривания оконтуривающие шпуры взрывают в последнюю очередь. По сравнению с обычным взрыванием выполняется ряд требований: - тщательная разметка шпуров на линии контура; - уменьшение расстояний между оконтуривающими шпурами; - уменьшение линейной величины заряда в шпурах в 1, 5 – 3 раза; - уменьшение величины ЛНС для оконтуривающих шпуров; - одновременное инициирование оконтуривающих шпуров. Разрушение горных пород взрывом, 2010 12
Последнее условие в полной мере обычно не выполняется, так как для взрывания оконтуривающих шпуров применяют электродетонаторы (детонаторы систем неэлектрического взрывания) поздних степеней замедлений, имеющих значительный разброс по времени срабатывания. Поэтому с целью одновременности инициирования оконтуривающих шпуров используют вариант метода предварительного оконтуривания, представленный на рисунке. Принципиальная схема последующего оконтуривания горной выработки продольными шпурами: 1 – центральная часть забоя; 2 – слой породы, отбиваемый оконтуривающими шпурами; 3 – оконтуривающие шпуры; 4 – врубовые и отбойные (внутренние) шпуры; а – расстояние между оконтуривающими шпурами; W – ЛНС; lух – подвигание забоя за одну заходку Разрушение горных пород взрывом, 2010 13
Эффективность контурного взрывания после взрыва может оцениваться визуально по наличию следов шпуров на контуре выработки. Так, например, согласно СНи. П 32 -04 -97 «Тоннели железнодорожные и автодорожные» , критерием эффективности применения контурного взрывания считается «наличие следов шпуров на части обнажившейся поверхности грунта в выработке при контурном взрываний, не менее, 75 %» . Следы шпуров на контуре выработки Разрушение горных пород взрывом, 2010 14
Скачать презентацию Лекция 17 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ
Тема 17_РГПВ.ppt